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DE102015109506B4 - Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen und Bauteil - Google Patents

Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen und Bauteil Download PDF

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DE102015109506B4 DE102015109506.8A DE102015109506A DE102015109506B4 DE 102015109506 B4 DE102015109506 B4 DE 102015109506B4 DE 102015109506 A DE102015109506 A DE 102015109506A DE 102015109506 B4 DE102015109506 B4 DE 102015109506B4
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Abstract

Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge aufweist:
a) Aktivieren einer Oberfläche eines Kunststoffteils (1) in ausgewählten Bereichen mittels Laserdirektstrukturierung (LDS) derart, dass diese metallisierbar sind, und
b) galvanisches Metallisieren der Oberfläche mit einem Metall in den aktivierten Bereichen durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer Galvaniklösung, wobei das Metall in der Galvaniklösung trivalent vorliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen sowie ein Bauteil umfassend ein Kunststoffteil aufweisend eine Oberfläche mit metallisierten Bereichen, metallisiert nach einem solchen Verfahren.
  • Kraftfahrzeuge umfassen sowohl aus dekorativen als auch aus funktionellen Gründen oft eine beträchtliche Anzahl von chrombeschichteten Zierelementen. Diese Zierelemente betreffen Stoßstangen, Karosserie-Seitenteile, untere Karosserieabdeckungen, Radkappen und Grille sowie weitere Bauteile. Das Gesamtaussehen des Fahrzeuges wird durch diese in hohem Maße reflektierenden Chromflächen wesentlich verbessert. Die Zierelemente dienen jedoch auch einem funktionellen Zweck, indem sie helfen, einen Stoß abzufangen, wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, und wenn das Fahrzeug mit herumfliegenden Steinchen, Straßenschmutz, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen zusammentrifft. Zierelemente von Kraftfahrzeugen werden traditionell aus Materialien, zum Beispiel chrombeschichtetem Stahl, eloxiertem Aluminium und rostfreiem Stahl hergestellt, welche in der Lage sind, relativ hohe Stoßbelastungen aufzunehmen. Diese traditionellen Zierelemente haben nicht nur zu den Kosten des Fahrzeuges erheblich beigetragen, sondern auch deren Gewicht beträchtlich erhöht (und dadurch die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches gesenkt). Deshalb wurden durch die Kraftfahrzeugindustrie beträchtliche Anstrengungen unternommen, um kosteneffektive, leichte Alternativen zu den traditionellen Ziermaterialien, insbesondere den chrombeschichteten Metallen zu entwickeln. Beschichtbare Kunststoffe sind eine solche erwünschte Alternative, weil sie nicht nur das Fahrzeuggewicht beträchtlich senken und dadurch die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches entsprechend erhöhen. Darüber hinaus ermöglichen die beschichtbaren Kunststoffe eine bessere Gestaltung der Teile innerhalb des Fahrzeuges. Kunststoffe bieten viel größere gestalterische Möglichkeiten als Metalle, und ihnen kann leicht eine Vielzahl komplizierter und konturenreicher Formen verliehen werden, die mit den bekannten Metallstanz- und -umformverfahren nicht erreicht werden können. Zusätzlich entstehen, wenn die Bauteile aus Kunststoffmaterialien geformt werden, beträchtliche Kosteneinsparungen gegenüber vergleichbaren Bauteilen, die aus Metall hergestellt werden. Es ist eine große Vielfalt von beschichteten Kunststoffen bekannt.
  • Aus der EP 2397512 A1 ist bekannt, dem Kunststoff ein Additiv zuzusetzen, welches mittels Laserstrahl aktivierbar, das heißt in eine metallische Komponente überführbar, ist. Die metallische Komponente ist elektrisch leitend und kann somit in einer nachfolgenden Metallisierung als Elektrode für eine Galvanisierung dienen. Dieses Verfahren ermöglicht eine selektive Metallisierung eines Kunststoffbauteils, wobei die Struktur und die Form der selektiv metallisierten Bereiche durch eine gezielte Laserführung realisiert werden.
  • Als Galvanikbad werden typischerweise hexavalente Metalllösungen, wie beispielsweise wässrige Chrom(VI)-Lösungen verwendet. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr oxidativ sind und nicht nur in den selektiven Bereichen mit der Oberfläche reagieren, sondern ebenfalls mit der Oberfläche des Kunststoffteils in den benachbarten Bereichen reagieren. Derartige chemische Reaktionen führen unerwünschter Weise zu einer Veränderung der Oberflächenstruktur, die unter anderem in einer Verfärbung der Oberfläche sichtbar wird.
  • EP 2 397 512 A1 offenbart eine selektive galvanische Metallisierung von Kunststoffteilen. In EP 2 626 448 A1 ist eine vollflächige Metallisierung von Kunststoffteilen beschrieben. Dabei erfolgt zunächst eine Aktivierung der Kunststoffoberfläche, indem eine chemische Verbindung auf die Oberfläche aufgebracht wird und anschließend das Kunststoffteil in eine Chromlösung getaucht wird. In WO 02/064862 A2 ist die vollflächige Metallisierung einer Kunststoffoberfläche mittels trivalenter Chromlösung beschrieben.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen bereitzustellen, welches die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll ein Verfahren bereitgestellt werden, das eine Metallisierung selektiver Bereiche ohne Beeinträchtigung der Umgebung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs gelöst. Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen mit den folgenden Schritten. Erfindungsgemäß wird zunächst eine Oberfläche des zu metallisierenden Kunststoffteils in ausgewählten Bereichen derart mittels Laserdirektstrukturierung (LDS) aktiviert, dass diese metallisierbar, insbesondere galvanisierbar, sind. Danach wird die Oberfläche in den aktivierten Bereichen durch in Kontaktbringen der Oberfläche mit einer Galvaniklösung galvanisch metallisiert, wobei das Metall in der Galvaniklösung trivalent vorliegt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Oberfläche des Kunststoffs, insbesondere außerhalb der zu metallisierbaren Bereiche, nicht angegriffen und dadurch optisch verändert wird. Ursächlich dafür ist, dass trivalente Metalle und deren Verbindungen weniger reaktiv beziehungsweise weniger oxidativ sind als deren herkömmlich zur Galvanisierung verwendeten hexavalenten Spezies. Dadurch können insbesondere Verfärbungen der Oberfläche durch eine Reaktion mit der Galvaniklösung vermieden werden. Die Reaktivität der trivalenten Metallionen ist jedoch ausreichend hoch, um in den ausgewählten Bereichen galvanisch eine Metallabscheidung herbeizuführen. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine selektive galvanische Metallisierung ohne Beeinträchtigung der Oberfläche. Die Kunststoffoberfläche kann länger mit dem Galvanikbad in Kontakt bleiben, ohne dass diese angegriffen wird. Daher ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das Abscheiden höherer Schichtdicken ohne Beeinträchtigung der Haftung der Schichten oder der Oberfläche des Kunststoffteils in nicht metallisierten Bereichen.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Oberfläche des Kunststoffteils zunächst in den zu metallisierenden Bereichen, also den ausgewählten Bereichen, aktiviert. Diese Aktivierung kann insbesondere mittels Laser, beispielsweise mittels einer Laser Direkt Strukturierung (LDS) erfolgen. Dem laseraktivierbaren thermoplastischen Kunststoffmaterial ist als spezielles Additiv ein metallorganischer Komplex zugesetzt. Das Additiv besteht vorzugsweise aus einem laserspaltbaren Metallkomplex. Das Additiv selbst ist nicht elektrisch leitfähig; es ist ein Dielektrikum. Es verändert daher die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die elektrischen Isolationseigenschaften des Kunststoffes, in den es eingebracht ist, nicht. Es bleibt bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen stabil. Erst bei Einwirkung eines Laserstrahls wird das Additiv in elementares Metall und Restgruppen aufgespalten. Um diesen zu aktivieren, induziert der Laserstrahl in seinem Fokus eine physikalisch-chemische Reaktion. Dabei werden die Komplex-Bindungen in der Polymermatrix aufgebrochen und Metallatome von den organischen Liganden abgespalten. Diese dienen beispielsweise als Keime einer reduktiven Verkupferung. Neben der Aktivierung hat der Laser die Aufgabe, eine mikroraue Oberfläche zu erzeugen. Die in den Kunststoff eingebrachten Füllstoffe werden vom Laser nicht ablatiert, sondern lediglich die Polymermatrix. Dadurch entstehen mikroskopisch kleine Kavernen und Hinterschneidungen, in denen sich das Metall bei der Metallisierung haftfest verankern kann.
  • Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine chemische Aktivierung in den zu metallisierenden Bereichen. Es ist erforderlich, dass die Oberfläche des Kunststoffteils in den ausgewählten Bereichen, also den zu metallisierenden Bereichen, nach der Aktivierung elektrisch leitfähig ist.
  • In einem Folgeschritt erfolgt die eigentliche Metallisierung durch galvanische, also elektrisch induzierte, Metallabscheidung. Vor der Aktivierung und zwischen den Verfahrensschritten Aktivierung und Metallabscheidung können weitere hier nicht genannte Verfahrensschritte (beispielsweise Polieren, Spülen, etc.) erfolgen, die für das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht wesentlich sind
  • Unter Galvanotechnik (auch Elektroplattieren genannt) versteht man die elektrochemische Abscheidung von metallischen Niederschlägen (Überzügen) auf Substrate (Gegenstände). Bei der Galvanik wird durch ein elektrolytisches Bad Strom geschickt. Am Pluspol (Anode) befindet sich das Metall, das aufgebracht werden soll (zum Beispiel Kupfer oder Nickel), am Minuspol (Kathode) der zu beschichtende Gegenstand. Alternativ liegt das abzuscheidende Metall bereits als Ion im Bad vor. Vorliegend wirken die nach der Aktivierung elektrisch leitfähigen Bereiche als Kathode. Der elektrische Strom transportiert dabei Metallionen durch die Lösung und lagert sie durch Reduktion auf der Kathode, dem Kunststoffteil, ab. So wird der zu veredelnde Gegenstand in den ausgewählten Bereichen gleichmäßig mit dem Metall beschichtet. Je länger sich der Gegenstand im Bad befindet und je höher der elektrische Strom ist, desto stärker beziehungsweise dicker wird die Metallschicht.
  • Das elektrochemische Bad umfasst die Galvaniklösung, bei der es sich um eine, bevorzugt wässrige, Lösung handelt, in der ein Metallsalz gelöst ist, wobei das Metallion des Salzes galvanisch auf der Oberfläche der Kathode, vorliegend den aktivierten Bereichen des Kunststoffteils, abgeschieden wird. Die Erfindung hat erkannt, dass es zur galvanischen Metallisierung von Kunststoffteilen vorteilhaft ist, niedrigvalente, insbesondere trivalente, Metallionen im Galvanikbad vorzulegen, da deren Reaktivität reduziert ist.
  • Die Wertigkeit oder Valenz eines Atoms ist die maximale Anzahl von einwertigen Atomen, die mit einem Atom eines chemischen Elements gebunden werden kann. Unter trivalenten Metallionen sind demnach Metallionen zu verstehen, die befähigt sind, drei Einzelbindungen auszubilden, die also in Lösung dreifach positive Ladung tragen. Hexavalente Metallionen, wie beispielsweise Chrom in Chromsäure, hingegen bilden im Salz sechs Einzelbindungen aus.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Metall um Chrom, Nickel und/oder Kupfer, wobei Chrom besonders bevorzugt ist. Das Chrom wird beispielsweise als Chrom(III)-sulfat, Chrom(III)-chlorid, Chrom(III)-oxalat, Chrom(III)-carbonat oder als Chrom(III)-hydroxid in der Galvaniklösung vorgelegt. Es zeigte sich, dass Ausgangskonzentrationen der angegebenen Salze im Bereich von 3 bis 50 g/l, insbesondere im Bereich von 5 bis 8 g/l besonders hoch qualitative Metalloberflächen erzielen.
  • Ferner ist bevorzugt, dass das Metall in einer Schichtdicke im Bereich von 30 bis 150 µm, insbesondere im Bereich von 50 bis 100 µm, in den ausgewählten Bereichen der Kunststoffoberfläche abgeschieden wird. Metallschichten, die derartige Schichtdicken aufweisen, zeichnen sich durch eine besonders ebene und damit hochglänzende Oberfläche aus. Zusätzlich kommt Metallschichten, die in derartigen Schichten auf Kunststoffteilen abgeschieden werden, neben einem optischen Effekt eine den Kunststoff versteifende und stabilisierende Wirkung zu.
  • Bevorzugt erfolgt die Aktivierung der Oberfläche in den ausgewählten Bereichen mittels LDS, da dies auch in kleineren Dimensionen eine hoch selektive Aktivierung ermöglicht und zudem weniger Zwischenschritte bei der Metallisierung notwendig macht.
  • Die partiell galvanisierbare Oberfläche wird in den ausgewählten Bereichen dann mittels eines Laserstrahls in der Oberfläche des Kunststoffteils erzeugt. Mittels eines Laserstrahls ist partiell mindestens eine Struktur in die Oberfläche des Kunststoffteils einbringbar. Der Laserstrahl ist vorzugsweise ein Infrarot-Laserstrahl, erzeugt von einem Infrarot-Laser. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, einen Infrarot-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 1064 Nanometer zu verwenden.
  • Bevorzugt weist der Laserstrahl bei der Aktivierung eine Leistung im Bereich von 2 bis 10 W, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 W auf und/oder wirkt bei einer Frequenz im Beriech von 40 bis 100 kHz, bevorzugt im Bereich von 60 bis 80 kHz, auf die Oberfläche des Kunststoffteils ein.
  • Das Kunststoffteil umfasst in bevorzugter Ausgestaltung einen thermoplastischen Kunststoff. Bei dem thermoplastischen Kunststoff handelt es sich bevorzugt um ein Polyamid, insbesondere basierend auf Monomeren ausgewählt aus der Gruppe aus Caprolactam, Hexamethylendiamin, Adipinsäure und/oder Terephthalsäure. Besonders bevorzugt sind dabei Polyamid 6, Polyamid 6.6, teilaromatisierbare Polyamide und/oder deren Blends.
  • Das Kunststoffteil weist vorzugsweise in einem Kernbereich, an der Oberfläche und/oder vollflächig eine Verstärkung, insbesondere aus Fasern, auf.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kunststoffteil aufweisend eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbringbare Metallbeschichtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kunststoffteil ein Kunststoffdekorteil, ein Funktionsteil oder ein Betätigungselement an einem Funktionsteil ist. Ein Kunststoffdekorteil kann ein Flächenelement sein, beispielsweise eine Behältnis- oder Lochabdeckung in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs. Das Kunststoffteil kann aber auch ein Funktionsteil sein, beispielsweise eine Lamelle, wie sie anhand des eingangs beschriebenen Standes der Technik bekannt ist, um darüber den Luftstrom aus einer Düse ablenken zu können. Das Kunststoffteil, das erfindungsgemäß ausgestaltet ist, kann aber auch ein Betätigungselement sein, das beispielsweise als Schiebeelement im Armaturenbrett vorgesehen ist oder als Schiebeelement an einem Funktionsteil direkt befestigt ist. Ein solches Betätigungselement ist beispielsweise auch das Schiebeelement einer Steuerlamelle in einer Düse, um hierüber Vertikallamellen zusätzlich zu den Horizontallamellen verstellen zu können. Gerade bei solchen Betätigungselementen ist es gewünscht, fein strukturierte Konturen vorzusehen, um beispielsweise Betätigungsrichtungen und Hinterleuchtungen einbringen zu können. Für solche Elemente ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Vorteil, da zum Beispiel eine strukturierte Umrahmung beispielsweise eingebracht werden kann, die nachträglich galvanisiert wird, sodass diese sich in Form eines dünnen metallischen Streifens optisch abzusetzen vermag.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels des Laserstrahls aus der Oberfläche des Kunststoffteils die Kunststoffschicht geringfügig abgetragen wird und zugleich eine ausreichende Anzahl von Additivbestandteilen gespalten werden, sodass der Laserstrahl in der Oberfläche des Kunststoffteils eine Mikrorauheit an diesen Stellen mit eingelagerten Metallatomen erzeugt, an welchen im nachfolgenden Metallisierungsprozess die spätere Metallisierung anhaftet.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kunststoffteils in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung in Form einer Lamelle, und
    • 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des erfindungsgemäßen Kunststoffteils nach 1.
  • In 1 ist ein Kunststoffteil in der Ausführung als Kunststoffdekorteil in Form einer Lamelle 1 in vereinfachter Darstellung aufgezeigt. In 2 ist ein Schnitt durch die Lamelle 1 nach 1 dargestellt. Die Lamelle 1 besteht aus einem Kern 2 aus einem nicht galvanisierbaren Kunststoff, an dem Lagerzapfen 3, die an den Stirnseiten vorstehen, angeformt sind, sodass diese auch bei Einhängen der Lamelle 1 in ein galvanisches Beschichtungsbad nicht metallisiert werden können. Auf dem Kern 2 ist mindestens im sichtbaren Bereich, also in dem Bereich, der in der Regel vor der Schwenkachse liegt, eine Umhüllungsschicht 4 aufgebracht. Die Umhüllungsschicht 4 ist mit einem Additiv aus einem laserspaltbaren Metallkomplex versehen. Die Umhüllungsschicht 4 ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung lediglich partiell mit dem Additiv versehen. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Umhüllungsschicht 4 nicht vorhanden, und der Kunststoff des Kerns 2 ist zumindest partiell mit dem Additiv versehen. Das Additiv besteht aus einem laserspaltbaren Metallkomplex. Das Additiv ist nicht elektrisch leitfähig; es ist ein Dielektrikum. Es verändert daher die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die elektrischen Isolationseigenschaften des Kunststoffes, in das es eingebracht ist, nicht. Es bleibt bei den üblichen Verarbeitungstemperaturen stabil. Erst bei Einwirkung eines Laserstrahls wird das Additiv in elementares Metall und Restgruppen aufgespalten. Der Laserstrahl ist vorzugsweise ein Infrarot-Laserstrahl, erzeugt von einem Infrarot-Laser. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, einen Infrarot-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 1064 Nanometer zu verwenden. Durch die Einbringung des Additivs in die Umhüllungsschicht 4 können beliebige Formen umhüllt werden. Bei Einbringung in ein beliebiges Kunststoffgranulat kann mit dem Granulat im bekannten Spritzgießverfahren nahezu jede beliebige Form erstellt werden. Es werden dann, nach der Herstellung des Kunststoffteiles - im vorliegenden Fall der Lamelle 1- die Oberfläche der Lamelle 1 an der Stelle und/oder den Stellen, an welcher oder welchen im nachfolgenden Bearbeitungsschritt eine Galvanisierung erfolgen soll, mit dem Laser Strukturen eingebrannt. Es wird somit quasi die zu galvanisierende Struktur in die dreidimensionale Oberfläche der Lamelle 1 eingebracht, analog zu einer Gravur. Der Laser ist hierbei so zu justieren, dass das Polymer nur geringfügig abgetragen wird und zugleich ausreichend Additivbestandteile gespalten werden. Es entsteht mittels des Lasers eine definierte und mittels der Steuerung des Lasers eine definierbare Mikrorauheit der Oberfläche mit eingelagerten Metallatomen, welche aus der Spaltung des Metallkomplexes hervorgehen, die dafür verantwortlich sind, dass bei dem späteren Galvanisierungsprozess das galvanisierte Metall, vorzugsweise Chrom, Kupfer, Nickel, Silber, Gold, usw. haftfest mit der Lamelle 1 verankert ist.
  • Mittels eines Laserstrahls, der in 1 nicht dargestellt ist, kann in die Oberfläche der Lamelle 1 eine Struktur eingebracht werden. Der Laserstrahl, der über die Oberfläche der Lamelle 1 im Bereich der Umhüllungsschicht 4, die an dieser Stelle das Additiv als Bestandteil aufweist, geführt wird, spaltet das Additiv auf und hinterlässt eine Struktur mit angeordneten und fest mit der Lamelle 1 verbundenen Metallatomen, an welchen in einem nachfolgenden Galvanisierungsschritt das aufzubringende Metall anhaftet und sich fest mit der Lamelle 1 verbindet. Auf diesen Kunststoff kann dann , unter Umständen nach vorheriger partieller Behandlung, mittels des Laserstrahls partiell eine Metallschicht im Galvanikbad aufgebracht werden, wodurch gewünschte optische Effekte erzielbar sind.
  • Das Galvanikbad umfasst bevorzugt eine wässrige Lösung, in der zumindest ein Metallsalz mit einem trivalenten Metallion gelöst ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Chrom(III)-sulfat, Chrom(III)-chlorid, Chrom(III)-oxalat, Chrom(III)-carbonat oder als Chrom(III)-hydroxid.
  • Die galvanische Metallisierung erfolgt durch Inkontaktbringen zumindest in den aktivierten Bereichen der Kunststoffoberfläche mit dem Galvanikbad. Hierzu wird das Kunststoffteil zumeist in das Galvanikbad getaucht. Dabei wird das Kunststoffteil in den ausgewählten Beriech, die nach der Aktivierung elektrisch leitfähig sind, durch ein Mittel elektrisch kontaktiert und mit einer Stromquelle verbunden. Das Mittel kann zusätzlich als Halterung dienen, über die das Kunststoffteil in die Lösung getaucht und aus dieser wieder entnommen wird.
  • Stehen die ausgewählten Bereiche mit dem Galvanikbad in Kontakt, wird ein Stromkreis derart geschlossen, dass ein Minuspol an den ausgewählten Bereichen anliegt, diese also als Elektronenspender fungieren. Durch die Befähigung Elektronen abzugeben, werden die positiven Metallionen, die in den aktivierten Bereichen mit der Kunststoffoberfläche in Kontakt kommen, reduziert und als elementares Metall auf dieser abgeschieden.
  • Da die Abscheidung von elementarem Metall einen Elektronenspender erfordert, kommt es in den elektrisch nicht leitenden Bereichen der Kunststoffoberfläche nicht zur Metallabscheidung. Da die Reaktivität der trivalenten Metallionen und ihrer Salze vergleichsweise gering ist, kommt es in diesen Bereichen auch nicht zu einer anderen chemischen Reaktion, insbesondere zu keiner Reaktion, die die Oberflächenqualität und/oder die Eigenschaften der Oberfläche beeinträchtigen würde.
  • Die Möglichkeit der Aufbringung einer Metallschicht ist mithin nicht nur aus optischen Gründen, sondern auch dann gewünscht, wenn diese Schichten als Stromführungsschichten verwendet werden sollen. Der Kern 2 besteht vorzugsweise aus einem nicht galvanisierbaren Kunststoff. Vorzugsweise ist dieser Kunststoff mit Kohlenstofffasern, Metallfadenabschnitten oder Fasern aus Kunststoff oder mit Glasfaserabschnitten verstärkt. Dadurch wird ein stabiler Aufbau der Lamelle 1 erzielt. Die Umhüllungsschicht 4 aus dem nicht galvanisierbaren Kunststoff mit dem Additiv kann dann extrem dünn aufgebracht werden. Diese Schicht wirkt zwar verstärkend, die eigentliche Durchbiegungsfestigkeit und Steifigkeit der Lamelle 1 wird aber durch den Kern 2 selbst bestimmt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kunststoffteil/ Lamelle
    2
    Kern
    3
    Lagerzapfen
    4
    Umhüllungsschicht

Claims (9)

  1. Verfahren zur selektiven Metallisierung von Kunststoffteilen (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge aufweist: a) Aktivieren einer Oberfläche eines Kunststoffteils (1) in ausgewählten Bereichen mittels Laserdirektstrukturierung (LDS) derart, dass diese metallisierbar sind, und b) galvanisches Metallisieren der Oberfläche mit einem Metall in den aktivierten Bereichen durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer Galvaniklösung, wobei das Metall in der Galvaniklösung trivalent vorliegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Chrom, Nickel und/oder Kupfer ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in einer Schichtdicke im Bereich von 30 bis 150 µm, insbesondere im Bereich von 50 bis 100µm, in den ausgewählten Bereichen auf der Oberfläche abgeschieden wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Laserstrukturierung emittierte Laserstrahlung eine Leistung im Bereich von 2 bis 10 W, insbesondere im Bereich von 2 bis 5 W aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Laserstrukturierung emittierte Laserstrahlung eine Frequenz im Bereich von 40 bis 100 kHz, insbesondere im Bereich von 60 bis 80 kHz, aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil einen verstärkten oder unverstärkten thermoplastischen Kunststoff umfasst, der zumindest in Bereichen der zu metallisierenden Oberfläche ein mittels Laserstrahlung aktivierbares Additiv, insbesondere einen laserspaltbaren Metallkomplex, aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche des Bauteils ein Polyamid, insbesondere basierend auf Monomeren ausgewählt aus der Gruppe aus Caprolactam, Hexamethylendiamin, Adipinsäure und/oder Terephthalsäure, umfasst.
  8. Bauteil umfassend ein Kunststoffteil (1) aufweisend eine Oberfläche mit metallisierten Bereichen hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Bauteil nach Anspruch 8, wobei das Bauteil ein Fahrzeuginnenteil, insbesondere eine Kugelblende, eine Lamelle oder eine Zierleiste, für den Fahrzeuginnenraum ist.
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WO2002064862A2 (en) 2001-02-16 2002-08-22 Taiyo Manufacturing Co., Ltd. Method for producing plated molded product
EP2397512A1 (de) 2010-06-17 2011-12-21 Dr. Schneider Kunststoffwerke GmbH Kunststoffteil zur Verwendung im Innenraum eines Kraftfahrzeuges
EP2626448A1 (de) 2010-10-04 2013-08-14 Kunio Mori Verfahren zur bildung eines metallfilms und mit dem metallfilm ausgestattetes produkt

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